CN107698808A - 淀粉发泡配方及其发泡方法 - Google Patents

淀粉发泡配方及其发泡方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107698808A
CN107698808A CN201610650903.3A CN201610650903A CN107698808A CN 107698808 A CN107698808 A CN 107698808A CN 201610650903 A CN201610650903 A CN 201610650903A CN 107698808 A CN107698808 A CN 107698808A
Authority
CN
China
Prior art keywords
starch
foaming
agent
formula
weight
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201610650903.3A
Other languages
English (en)
Inventor
康勇刚
侯琼
张嘉盈
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tianjin Steady Technology Development Co Ltd
Original Assignee
Tianjin Steady Technology Development Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tianjin Steady Technology Development Co Ltd filed Critical Tianjin Steady Technology Development Co Ltd
Priority to CN201610650903.3A priority Critical patent/CN107698808A/zh
Publication of CN107698808A publication Critical patent/CN107698808A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L3/00—Compositions of starch, amylose or amylopectin or of their derivatives or degradation products
    • C08L3/02—Starch; Degradation products thereof, e.g. dextrin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C44/00—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
    • B29C44/34—Auxiliary operations
    • B29C44/60—Measuring, controlling or regulating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/04—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent
    • C08J9/06—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a chemical blowing agent
    • C08J9/08—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a chemical blowing agent developing carbon dioxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/04—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent
    • C08J9/06—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a chemical blowing agent
    • C08J9/10—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a chemical blowing agent developing nitrogen, the blowing agent being a compound containing a nitrogen-to-nitrogen bond
    • C08J9/102—Azo-compounds
    • C08J9/103—Azodicarbonamide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2203/00—Foams characterized by the expanding agent
    • C08J2203/02—CO2-releasing, e.g. NaHCO3 and citric acid
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2203/00—Foams characterized by the expanding agent
    • C08J2203/04—N2 releasing, ex azodicarbonamide or nitroso compound
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2203/00—Foams characterized by the expanding agent
    • C08J2203/18—Binary blends of expanding agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2303/00—Characterised by the use of starch, amylose or amylopectin or of their derivatives or degradation products
    • C08J2303/02—Starch; Degradation products thereof, e.g. dextrin
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2429/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an alcohol, ether, aldehydo, ketonic, acetal, or ketal radical; Hydrolysed polymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids; Derivatives of such polymer
    • C08J2429/02—Homopolymers or copolymers of unsaturated alcohols
    • C08J2429/04—Polyvinyl alcohol; Partially hydrolysed homopolymers or copolymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2497/00—Characterised by the use of lignin-containing materials
    • C08J2497/02—Lignocellulosic material, e.g. wood, straw or bagasse
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2203/00—Applications
    • C08L2203/14—Applications used for foams
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/03—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/14—Polymer mixtures characterised by other features containing polymeric additives characterised by shape
    • C08L2205/16—Fibres; Fibrils
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/24—Crystallisation aids

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

一淀粉发泡配方及其发泡方法，其中在该配方中，各组成重量比例如下：淀粉80～150，甲酰胺6.4～12，甘油12.8～24，尿素12.8～24，植物纤维8～15，PVA8～15，碳酸氢纳4～7.5，AC0.8～1.5，成核剂0.4～0.75，氢氧化钠0.12～0.225。该配方以淀粉为主要原料以降低制造成本和环境污染，并且在配方中添加塑化剂以强化成型后的发泡材料，使其具有足够的柔韧性与强度，采用AC与碳酸氢钠复配作为发泡剂，提高发泡效率，并且采用碱液使淀粉半糊化，达到预期的物料粘度，在淀粉发泡成型的加工工艺中，是采用模压发泡工艺，将发泡和结构加工一次成型，并利用“预热‑成型”两步法，保证淀粉材料的发泡过程稳定，并同时能够保证发泡体在模具中具有一定的厚度。

Description

淀粉发泡配方及其发泡方法
技术领域
本发明涉及一淀粉发泡应用，尤其涉及一淀粉发泡配方和其加工工艺，以保证发泡效果以及发泡后材料的柔韧性与强度。
背景技术
现今科技的发达，一次性的包装塑料、装饰材料、泡沫减震材料、泡沫网(水果包装网)、鞋垫、鞋衬、沙滩托、EPE发泡布或可弃式餐具等也随着社会的进步和发展不断地被应用和使用，而这些大多是采用石油化工所提炼的发泡性材料，这些材料和相关制品由于回收利用的可操作性差以及价格便宜和取得容易等方面的原因，绝大部分使用过的泡沫包装材料都是被作为废弃物处理掉的，但是因为这些材料本身的降解性很差所以给环境带来了严重的冲击。
特别地是，欧盟公告「废电机电子产品环保指令(简称TOEE)」及「危害物质限用指令(简称RoHS)」，要求欧盟各国减少废弃物的数量及回收再利用，并要求限制使用某些有害物质，且要求在欧盟国家销售的电机电子设备中铅、汞、镉、六价铬、聚溴二苯醚以及聚溴联苯等危害物质含量必须在一定限值内，否则禁止进入欧盟消费市场。所以人们以及各制造大厂纷纷积极地努力投入对于产品的环保改善，其中淀粉为天然合成的可再生资源，具种类繁多及价格便宜之优点，并且淀粉具有良好加工性与生物分解性，使淀粉成为生物分解性材料的最佳原料之一。
众所皆知的，在大自然中有许多的天然高分子材料可用来作为生物可分解的材料像是淀粉和纤维，其中淀粉是目前地球上最丰富的可再生资源之一，具有产量大、多元供应、价格低廉以及优良的生物可分解特性等特色，因此使用淀粉替代传统塑胶已经是一种不可避免的驱势，而各领域的先进也纷纷投入相关的研究。另外，纤维是指由连续或不连续的细丝组成的物质。纤维用途广泛，可织成细线、线头和麻绳，造纸或织毡时还可以织成纤维层；同时也常用来制造其他物料，及与其他物料共同组成复合材料。
值得一提的是在各种相关材料组成的反应和性能上，因为纯淀粉制备的材料并不适于有水或湿度较大的环境中使用，而且纯淀粉材料强度低，韧性差除此之外，添加不同成份的材料以改变淀粉的特性也是目前研究的一重要课提，像是因为淀粉制品存在防水性差、力学强度低等问题，因此有人试着添加聚丁二酸丁二醇酷(PBS)以增加力学强度性能，但是由于聚丁二酸丁二醇价格昂贵，反而使应用上的推广受到限制。另外，为克服淀粉高亲水性问题，在传统技术上主要利用疏水性高分子与淀粉混炼以提高复合材料之耐水性。然此类复合材料存在淀粉与高分子间混合不均、结合性不强等问题，且可生物分解之淀粉比例也随之一下降。
除了材料的组成之外，其淀粉材料发泡工艺也是值得探讨和改善的，现今常见的工艺是利用挤出发泡或烘焙发泡，但是直接采用挤出发泡或烘焙发泡的方法通常只能生产条状或片状的淀粉泡沫材料，很难制备形状复杂的大块淀粉泡沫材料。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一淀粉发泡配方及其发泡方法，其中以淀粉为主要原料以降低制造成本和环境污染，并且在配方中添加塑化剂以强化成型后的发泡材料，使其具有足够的柔韧性与强度。
本发明的另一目的在于提供一淀粉发泡配方及其发泡方法，其中采用偶氮二甲酰胺(AC)与碳酸氢钠复配作为发泡剂，这样能够确保淀粉在不同温度范围内持续性发泡，以提高发泡倍率与发泡效率。
发明的另一目的在于提供一淀粉发泡配方及其发泡方法，其中采用碱液使淀粉半糊化，达到预期的物料粘度，从而不需要传统技术中通过水浴预糊化以及增加稠剂或其他高分子材料共混来调节粘度。
本发明的另一目的在于提供一淀粉发泡配方及其发泡方法，其中在淀粉发泡成型的加工工艺中，是采用模压发泡工艺，将发泡和结构加工一次成型，并利用“预热-成型”两步法，保证淀粉材料的发泡过程稳定，并同时能够保证发泡体在模具中具有一定的厚度。
因此，本发明提供一淀粉发泡配方，按重量比例，主要由如下组分组成：淀粉80～150、塑化剂32～60、发泡剂4.8～9、成核剂0.4～0.75、淀粉预糊化剂 0.12～0.225以及水80～150。
在一些实施例中，其中按重量比例，还包含如下组分：增强体8～15、增韧剂8～15。
在一些实施例中，所述塑化剂实施为甲酰胺、甘油以及尿素中的一种或多种。
在一些实施例中，所述塑化剂实施为甲酰胺、甘油以及尿素，其分别重量比例为甲酰胺6.4～12、甘油12.8～24、尿素12.8～24。
在一些实施例中，所述增强体系选自木质纤维素纤维、纸纤维、苎麻、洋麻、亚麻纤维、大麻纤维、黄麻纤维、麦秸秆纤维、草纤维、椰纤维中的一种或几种，其重量比例为纸纤维8～15。
在一些实施例中，所述增韧剂实施为聚乙烯醇，其重量比例为8～15。
在一些实施例中，所述发泡剂实施为碳酸氢钠和偶氮二甲酰胺，其分别重量比例为碳酸氢钠4～7.5、偶氮二甲酰胺0.8～1.5。
在一些实施例中，所述发泡剂实施为碳酸氢钠和偶氮二甲酰胺、碳酸钠和柠檬酸复合发泡剂、碳酸氢铵、水中的一种或多种组合。
在一些实施例中，所述成核剂选自碳酸钙、二氧化钛、滑石粉、纳米超细碳酸钙粉中的一种或几种，其重量比例为0.4～0.75。
根据权利要求9所述的淀粉发泡配方，其中所述成核剂实施为碳酸钙，其重量比例为0.4～0.75。
在一些实施例中，所述淀粉预糊化剂实施为氢氧化钠，其重量比例为氢氧化钠0.12～0.225。
在一些实施例中，所述淀粉系选自由玉米淀粉、马铃薯淀粉、小麦淀粉中的一种或几种。
在一些实施例中，其还包含疏水剂。
在一些实施例中，其还包含防潮剂。
在一些实施例中，其还包含脱模剂。
在一些实施例中，其还包含防虫防霉剂。
本发明还提供一淀粉发泡方法，其包括如下步骤：
(A)配置淀粉糊，其中所述淀粉糊中，按照重量比例，主要由如下组分组成：淀粉80～150、塑化剂32～60、发泡剂4.8～9、成核剂0.4～0.75、淀粉预糊化剂0.12～0.225以及水80～150；和
(B)定量挤入模具并模压发泡成型。
在一些实施例中，其中按重量比例，所述淀粉糊还包含如下组分：增强体8～15、增韧剂8～15。
在一些实施例中，所述步骤(A)进一步地包括如下步骤：
将氢氧化钠溶解于水中和将淀粉加入水中并且两者混合得到预糊化淀粉；和
将甲酰胺、甘油、尿素、植物纤维、聚乙烯醇、碳酸氢纳、偶氮二甲酰胺、所述成核剂与水混合并加入上述预糊化淀粉中搅拌均匀得到配置好的所述淀粉糊。
在一些实施例中，所述步骤(B)经由模压发泡工艺，发泡和结构加工一次成型，并利用预热和成型的两步法。
在一些实施例中，模压发泡工艺合模的条件为170℃～190℃，1.2～1.8MPa且预热0.5～5分钟，热压0.5～5分钟。
附图说明
图1至图3是根据本发明的三个具体示例的淀粉发泡工艺流程的示意图。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。
根据本发明的一淀粉发泡配方为：淀粉基材、塑化剂、增强体、增韧剂、发泡剂、成核剂以及淀粉预糊化剂，其中所述淀粉发泡配方的各组成重量比例如下：淀粉基材80～150、塑化剂32～60、增强体8～15、增韧剂8～15、发泡剂4.8～9、成核剂0.4～0.75以及淀粉预糊化剂0.12～0.225。
值得一提的是，所述淀粉基材实施为淀粉，其中可根据实际需求选择玉米淀粉、薯质淀粉如马铃薯淀粉和木薯淀粉、小麦粉、西米淀粉等淀粉材料，当然也有可能是基于上述天然淀粉的改性淀粉。所述塑化剂实施为甲酰胺、甘油以及尿素中的一种或多种。所述增强体实施为植物纤维，尤其是所述增强体可为韧皮植物纤维中的一种或多种组合，包括木质纤维素纤维、纸纤维、苎麻、洋麻、亚麻纤维、大麻纤维、黄麻纤维、麦秸秆纤维、草纤维、椰纤维等植物纤维。所述增韧剂实施为聚乙烯醇(PVA)。所述发泡剂实施为碳酸氢纳和偶氮二甲酰胺(AC)、碳酸钠和柠檬酸复合发泡剂、碳酸氢铵、水中的一种或多种组合。所述成核剂实施为碳酸钙、二氧化钛、滑石粉、纳米超细碳酸钙粉等。所述淀粉预糊化剂实施为氢氧化钠。其中所述淀粉发泡配方各个实施组成重量比例如下：淀粉80～150、甲酰胺6.4～12、甘油12.8～24、尿素12.8～24、植物纤维8～15、聚乙烯醇8～15、碳酸氢纳4～7.5、偶氮二甲酰胺0.8～1.5、碳酸钙0.4～0.75、氢氧化钠0.12～0.225。另外，值得一提的是，水为介质，具体的含水率根据模压工艺参数变化调整，其重量份数为80份～150份。
根据本发明，所述淀粉发泡配方的原料是以所述淀粉为主，其次是所述塑化剂，当中添加所述植物纤维和所述聚乙烯醇是为增加强度和韧度，即可视为增强增韧剂，这样能够使得最后成型的发泡材料具有足够的柔韧性与强度。另外，关于所述发泡剂，本发明是选择所述偶氮二甲酰胺与所述碳酸氢钠的复合配方，以作为发泡剂，这样能够确保在不同温度范围内所述淀粉可持续性发泡，以提高发泡倍率与发泡效率。另外在制备淀粉发泡材料中，混合物料的粘度至关重要，在传统方法中通常是通过水浴预糊化淀粉，并增加增稠剂或者与其它高分子材料相互混合实现的，但是本发明的工艺是采用碱液，也就是氢氧化钠，使淀粉半糊化，并达到预期的物料粘度。值得一提的是，淀粉材料的粘弹性是影响发泡体长大的主要因素。而淀粉材料的粘弹性不但与温度有关，而且与淀粉的塑化程度及其水含量(或其它塑化剂)有关。另外，最后在成型的加工工艺中，是经由模压发泡工艺，做发泡和结构加工一次成型，并利用“预热-成型”两步法，保证淀粉材料的发泡过程稳定，并同时能够保证发泡体在模具中具有一定的厚度。
另外，值得一提的是，碳酸氢钠分解为吸热反应，反应温度低；偶氮二甲酰胺为放热反应，反应温度高。两者复配，不仅能够保证低温、高温区的持续发泡，而且碳酸氢钠吸热过程能够在一定程度上控制偶氮二甲酰胺在高温下分解速度难以控制的现象，实现均匀稳定的发泡过程。当然，在实施案例中，也可能采用其它满足条件的化学试剂替代。
本领域的技术人员应理解，根据实际需要，其中所述配方可再添加相应的疏水剂、防潮剂、脱模剂或防虫防霉剂等。
本发明采取的淀粉发泡工艺，其包括如下步骤流程：
(a)预先混合淀粉糊；
(b)在上述淀粉糊中添加塑化剂、增强体、增韧剂、发泡剂以及成核剂并搅拌均匀；以及
(c)定量挤入模具并模压发泡成型。
根据步骤(a)是分别将水加氢氧化钠和水加淀粉混合后，再将两个混合材料再次的混合成为所述淀粉糊，也就是说，所述淀粉糊内含水、氢氧化钠以及淀粉。本领域的技术人员应理解，所述淀粉糊按其比例配方调配。
根据步骤(b)是将步骤(a)的所述淀粉糊与步骤(b)的材料混合，其中所述塑化剂实施为甲酰胺、甘油以及尿素。所述增强体实施为木质纤维素纤维、纸纤维、苎麻、洋麻、亚麻纤维、大麻纤维、黄麻纤维、麦秸秆纤维、草纤维、椰纤维等植物纤维。所述增韧剂实施为聚乙烯醇。所述发泡剂实施为在一些实施例中，所述发泡剂实施为碳酸氢钠和偶氮二甲酰胺、碳酸钠和柠檬酸复合发泡剂、碳酸氢铵、水中的一种或多种组合。所述成核剂实施为碳酸钙、二氧化钛、滑石粉或纳米超细碳酸钙粉。然后步骤(b)最后经由一高速混料机将内含物搅拌至均匀。
根据步骤(c)是将步骤(b)中均匀混合配置好的淀粉糊，定量挤入所述模具中，经过模压发泡成型。其中合模条件为170℃～190℃，1.2～1.8MPa，且预热0.5～5分钟，热压0.5～5分钟。
根据实际需要，在工艺制程中可添加相应的疏水剂、防潮剂、脱模剂或防虫防霉剂等。更进一步而言，可以在本发明的所述淀粉发泡配方中根据实际的需求各别或混合配合地将疏水剂、防潮剂、脱模剂或防虫防霉剂等添加进入所述淀粉发泡配方中。
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明和介绍：
另外，以原料重量比例为例，如表1所示，淀粉发泡配方的重量比例以份数为计，其中配方中的比重，为各自对应的重量份数。也就是说，所述淀粉发泡配方为：玉米淀粉80份、甲酰胺7份、甘油18份、尿素16份、大麻纤维12份、聚乙烯醇12份、碳酸氢钠6份、偶氮二甲酰胺0.8份、滑石粉0.6份、氢氧化钠0.12份。另外，值得一提的是，水为介质，具体的含水率根据模压工艺参数变化调整，其重量份数为80份～150份，其中本领域的技术人员应理解，在发泡前，水是淀粉材料的增塑剂，起着促进淀粉塑化的作用；在发泡过程中它又变成发泡剂，是泡体长大的动力。另外，所述偶氮二甲酰胺发泡剂的种类多样，主要根据所选用的分解温度选择，必要时可通过添加ZnO等调节分解温度。
表1
实施例1、以淀粉原料800g重量为例，所述淀粉发泡配方为：玉米淀粉800g、甲酰胺70g、甘油180g、尿素160g、大麻纤维120g、聚乙烯醇120g、碳酸氢钠60g、偶氮二甲酰胺8g、滑石粉6g、氢氧化钠1.2g。其中水为介质，首先分别将150g的水加1.2g的氢氧化钠并混合成为且来调整淀粉粘度的半糊化剂，即得到第一混合材料，和将450g的水和800g的玉米淀粉混合得到第二混合材料，最后将含有氢氧化钠的半糊化剂和玉米淀粉加水的混合材料再次的混合形成淀粉糊，即将第一和第二混合材料混合得到淀粉糊。另外，将300g的水和70g甲酰胺、180g甘油、160g尿素、120g大麻纤维、120g聚乙烯醇、60g碳酸氢钠、8g偶氮二甲酰胺、6g滑石粉、以及根据需要添加的少量的疏水剂如柠檬酸单硬脂、防潮剂如生石灰、脱模剂如脂肪酸或防虫防霉剂如苯酚混合成为第三混合材料。然后将所述淀粉糊与所述第三混合材料混合，并经由一高速混料机搅拌至均匀后成为第四混合材料，最后将所述第四混合材料定量挤入至一模具中，最合合模成型。值得一提的是合模的条件为170℃～190℃，1.5MPa且预热1分钟，热压1分钟。
以原料重量比例为例，如表2所示，淀粉发泡配方的重量比例以份数为计，其中配方中的比重，为各自对应的重量份数。也就是说，所述淀粉发泡配方为：小麦淀粉95份、甲酰胺7.2份、甘油14.4份、尿素14.4份、纸纤维9份、聚乙烯醇9份、碳酸氢钠4.5份、偶氮二甲酰胺0.9份、碳酸钙0.4份、氢氧化钠0.135份。另外，值得一提的是，水为介质，具体的含水率根据模压工艺参数变化调整，其重量份数为80份～150份，其中本领域的技术人员应理解，在发泡前，水是淀粉材料的增塑剂，起着促进淀粉塑化的作用；在发泡过程中它又变成发泡剂，是泡体长大的动力。另外，所述偶氮二甲酰胺发泡剂的种类多样，主要根据所选用的分解温度选择，必要时可通过添加ZnO等调节分解温度。本领域的技术人员应理解在本实施例中根据实际需要，可添加相应的疏水剂、防潮剂、脱模剂或防虫防霉剂等。
表2
实施例2、以淀粉原料950g重量为例，所述淀粉发泡配方为：小麦淀粉950g、甲酰胺72g、甘油144g、尿素144g、纸纤维90g、聚乙烯醇90g、碳酸氢钠45g、偶氮二甲酰胺9g、碳酸钙4g、氢氧化钠1.35g。并且以水为介质，首先分别将150g的水加1.35g的氢氧化钠并混合成为且来调整淀粉粘度的半糊化剂，即得到第一混合材料，和将405g的水和950g的小麦淀粉混合得到第二混合材料，最后将含有氢氧化钠的半糊化剂和小麦淀粉加水的混合材料再次的混合形成淀粉糊，即将第一和第二混合材料混合得到淀粉糊。另外，将270g的水和72g甲酰胺、144g甘油、144g尿素、90g纸纤维、90g聚乙烯醇、45g碳酸氢钠、9g偶氮二甲酰胺、4g碳酸钙以及根据需要添加的少量的疏水剂如柠檬酸单硬脂、防潮剂如生石灰、脱模剂如脂肪酸或防虫防霉剂如苯酚混合成为第三混合材料。然后将所述淀粉糊与所述第三混合材料混合，并经由一高速混料机搅拌至均匀后成为第四混合材料，最后将所述第四混合材料定量挤入至一模具中，最合合模成型。值得一提的是合模的条件为170℃～190℃，1.5MPa且预热1分钟，热压1分钟。其流程说明如图1所示。本领域的技术人员应理解在本实施例中根据实际需要，上述组分也可以按照其他顺序加入水中，而得到最终的配置好的淀粉糊，如在一次混合步骤中，通过向水中加入上述所有组分。
以原料比重重量为例，如表3所示，淀粉发泡配方的比重重量以份数为计，其中配方中的比重，为各自对应的重量份数。也就是说，所述淀粉发泡配方为：马铃薯淀粉150份、甲酰胺12份、甘油24份、尿素24份、麦秸秆纤维15份、聚乙烯醇15份、碳酸氢钠7.5份、偶氮二甲酰胺1.5份、二氧化钛0.75份、氢氧化钠0.22份。另外，值得一提的是，水为介质，具体的含水率根据模压工艺参数变化调整，其重量份数为80份～150份，其中本领域的技术人员应理解，在发泡前，水是淀粉材料的增塑剂，起着促进淀粉塑化的作用；在发泡过程中它又变成发泡剂，是泡体长大的动力。另外，所述偶氮二甲酰胺发泡剂的种类多样，主要根据所选用的分解温度选择，必要时可通过添加ZnO等调节分解温度。本领域的技术人员应理解在本实施例中根据实际需要，可添加相应的疏水剂、防潮剂、脱模剂或防虫防霉剂等。
表1
实施例3、以淀粉原料1500g重量为例，所述淀粉发泡配方为：马铃薯淀粉1500g、甲酰胺120g、甘油240g、尿素240g、麦秸秆纤维150g、聚乙烯醇150g、碳酸氢钠75g、偶氮二甲酰胺15g、二氧化钛7.5g、氢氧化钠2.2g。其中水为介质，首先分别将200g的水加2.2g的氢氧化钠并混合成为且来调整淀粉粘度的半糊化剂，即得到第一混合材料，和将600g的水和1500g的马铃薯淀粉混合得到第二混合材料，最后将含有氢氧化钠的半糊化剂和马铃薯淀粉加水的混合材料再次的混合形成淀粉糊，即将第一和第二混合材料混合得到淀粉糊。另外，将400g的水和120g甲酰胺、240g甘油、240g尿素、150g麦秸秆纤维、150g聚乙烯醇、75g碳酸氢钠、15g偶氮二甲酰胺、7.5g二氧化钛以及根据需要添加的少量的疏水剂如柠檬酸单硬脂、防潮剂如生石灰、脱模剂如脂肪酸或防虫防霉剂如苯酚混合成为第三混合材料。然后将所述淀粉糊与所述第三混合材料混合，并经由一高速混料机搅拌至均匀后成为第四混合材料，最后将所述第四混合材料定量挤入至一模具中，最合合模成型。值得一提的是合模的条件为170℃～190℃，1.5MPa且预热1分钟，热压1分钟。
本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (24)

1.一淀粉发泡配方，其特征在于，按重量比例，主要由如下组分组成：淀粉80～150、塑化剂32～60、发泡剂4.8～9、成核剂0.4～0.75、淀粉预糊化剂0.12～0.225以及水80～150。
2.根据权利要求1的淀粉发泡配方，其中按重量比例，还包含如下组分：增强体8～15、增韧剂8～15。
3.根据权利要求2所述的淀粉发泡配方，其中所述塑化剂实施为甲酰胺、甘油以及尿素中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的淀粉发泡配方，其中所述塑化剂实施为甲酰胺、甘油以及尿素，其分别重量比例为甲酰胺6.4～12、甘油12.8～24、尿素12.8～24。
5.根据权利要求2至4中任一所述的淀粉发泡配方，其中所述增强体系选自木质纤维素纤维、纸纤维、苎麻、洋麻、亚麻纤维、大麻纤维、黄麻纤维、麦秸秆纤维、草纤维、椰纤维中的一种或几种，其重量比例为纸纤维8～15。
6.根据权利要求2至4中任一所述的淀粉发泡配方，其中所述增韧剂实施为聚乙烯醇，其重量比例为8～15。
7.根据权利要求5所述的淀粉发泡配方，其中所述增韧剂实施为聚乙烯醇，其重量比例为8～15。
8.根据权利要求1至4中任一所述的淀粉发泡配方，其中所述发泡剂实施为碳酸氢钠和偶氮二甲酰胺、碳酸钠和柠檬酸复合发泡剂、碳酸氢铵、水中的一种或多种组合。
9.根据权利要求7所述的淀粉发泡配方，其中所述发泡剂实施为碳酸氢钠和偶氮二甲酰胺，其分别重量比例为碳酸氢钠4～7.5、偶氮二甲酰胺0.8～1.5。
10.根据权利要求1至4中任一所述的淀粉发泡配方，其中所述成核剂系选自由碳酸钙、二氧化钛、滑石粉、纳米超细碳酸钙粉中的一种或几种，其重量比例为0.4～0.75。
11.根据权利要求9所述的淀粉发泡配方，其中所述成核剂实施为碳酸钙，其重量比例为0.4～0.75。
12.根据权利要求1至4中任一所述的淀粉发泡配方，其中所述淀粉预糊化剂实施为氢氧化钠，其重量比例为氢氧化钠0.12～0.225。
13.根据权利要求11所述的淀粉发泡配方，其中所述淀粉预糊化剂实施为氢氧化钠，其重量比例为氢氧化钠0.12～0.225。
14.根据权利要求1至4中任一所述的淀粉发泡配方，其中所述淀粉系选自由玉米淀粉、马铃薯淀粉、小麦淀粉中的一种或几种。
15.根据权利要求1至4中任一所述的淀粉发泡配方，其中还包含疏水剂。
16.根据权利要求15中任一所述的淀粉发泡配方，其中还包含防潮剂。
17.根据权利要求16中任一所述的淀粉发泡配方，其中还包含脱模剂。
18.根据权利要求17中任一所述的淀粉发泡配方，其中还包含防虫防霉剂。
19.一淀粉发泡方法，其特征在于，包括如下步骤：
(A)配置淀粉糊，其中所述淀粉糊中，按照重量比例，主要由如下组分组成：淀粉80～150、塑化剂32～60、发泡剂4.8～9、成核剂0.4～0.75、淀粉预糊化剂0.12～0.225以及水80～150；和
(B)定量挤入模具并模压发泡成型。
20.根据权利要求19所述的淀粉发泡方法，其中按重量比例，所述淀粉糊还包含如下组分：增强体8～15、增韧剂8～15。
21.根据权利要求20所述的淀粉发泡方法，其中所述淀粉是玉米淀粉、马铃薯淀粉、小麦淀粉中的一种或几种，所述塑化剂是甲酰胺、甘油以及尿素中的一种或多种；所述增强体是植物纤维，其具体是木质纤维素纤维、纸纤维、苎麻、洋麻、亚麻纤维、大麻纤维、黄麻纤维、麦秸秆纤维、草纤维、椰纤维中的一种或几种；所述增韧剂是聚乙烯醇；所述发泡剂是碳酸氢纳和偶氮二甲酰胺、碳酸钠和柠檬酸复合发泡剂、碳酸氢铵、水中的一种或多种组合；所述成核剂是碳酸钙、二氧化钛、滑石粉、纳米超细碳酸钙粉中的一种或几种，所述淀粉预糊化剂是氢氧化钠。
22.根据权利要求21所述的淀粉发泡方法，其中所述步骤(A)进一步地包括如下步骤：
将氢氧化钠溶解于水中和将淀粉加入水中并且两者混合得到预糊化淀粉；和将甲酰胺、甘油、尿素、植物纤维、聚乙烯醇、碳酸氢纳、偶氮二甲酰胺、所述成核剂与水混合并加入上述预糊化淀粉中搅拌均匀得到配置好的所述淀粉糊。
23.根据权利要求19至22中任一所述的淀粉发泡方法，所述步骤(B)经由模压发泡工艺，发泡和结构加工一次成型，并利用预热和成型的两步法。
24.根据权利要求23所述的淀粉发泡方法，其中模压发泡工艺合模的条件为170℃～190℃，1.2～1.8MPa且预热0.5～5分钟，热压0.5～5分钟。
CN201610650903.3A 2016-08-09 2016-08-09 淀粉发泡配方及其发泡方法 Pending CN107698808A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610650903.3A CN107698808A (zh) 2016-08-09 2016-08-09 淀粉发泡配方及其发泡方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610650903.3A CN107698808A (zh) 2016-08-09 2016-08-09 淀粉发泡配方及其发泡方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107698808A true CN107698808A (zh) 2018-02-16

Family

ID=61169309

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610650903.3A Pending CN107698808A (zh) 2016-08-09 2016-08-09 淀粉发泡配方及其发泡方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107698808A (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109134945A (zh) * 2018-07-03 2019-01-04 陕西科技大学 一种淀粉基泡沫材料及其制备方法
CN110900923A (zh) * 2019-11-07 2020-03-24 湖南工业大学 一种淀粉发泡复合材料挤出压制成型装置及其工艺
CN111187452A (zh) * 2020-02-19 2020-05-22 陕西科技大学 一种疏水淀粉纤维复合泡沫材料及其制备方法
CN111944207A (zh) * 2020-08-28 2020-11-17 山东大学 一种开放式泡孔结构的植物纤维淀粉生物质复合材料及其制备方法与应用
CN112917796A (zh) * 2020-12-29 2021-06-08 宿迁嘉禾塑料金属制品有限公司 一种无淀粉聚乙烯醇胶棉发泡工艺及智能生产设备
CN114031820A (zh) * 2021-10-26 2022-02-11 南京五瑞生物降解新材料研究院有限公司 一种耐热型生物降解复合发泡材料及其制备方法
CN115746374A (zh) * 2021-09-02 2023-03-07 广州至简通用设备制造有限公司 一种糊化聚合发泡材料及其制备方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1123803A (zh) * 1994-08-08 1996-06-05 诺瓦蒙特股份公司 生物降解发泡塑料材料
JPH08151468A (ja) * 1994-11-25 1996-06-11 Nippon Synthetic Chem Ind Co Ltd:The 射出発泡用樹脂組成物及びその成形体
US20010048176A1 (en) * 1995-04-14 2001-12-06 Hans G. Franke Resilient biodegradable packaging materials
CN1357562A (zh) * 2001-12-29 2002-07-10 北京凯奇北方环保材料技术开发有限公司 一种用于生产可完全降解植物淀粉发泡包装材料的组合物
CN101003646A (zh) * 2006-12-25 2007-07-25 刘津平 可发泡生物材料及生物泡沫制品的生产方法
US20090170971A1 (en) * 2007-12-27 2009-07-02 Industrial Technology Research Institute Method for manufacturing starch foam
CN102464808A (zh) * 2010-10-28 2012-05-23 财团法人工业技术研究院 具生物分解性的包装材料及其制造方法
CN102746683A (zh) * 2012-07-24 2012-10-24 东北林业大学 一种木质剩余物纤维发泡缓冲包装材料及其制备方法
CN103923354A (zh) * 2014-05-08 2014-07-16 山东大学 一种全降解缓冲包装材料及其制备方法
CN106800674A (zh) * 2017-01-10 2017-06-06 广州绿发材料科技有限公司 淀粉发泡产品及其制备方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1123803A (zh) * 1994-08-08 1996-06-05 诺瓦蒙特股份公司 生物降解发泡塑料材料
JPH08151468A (ja) * 1994-11-25 1996-06-11 Nippon Synthetic Chem Ind Co Ltd:The 射出発泡用樹脂組成物及びその成形体
US20010048176A1 (en) * 1995-04-14 2001-12-06 Hans G. Franke Resilient biodegradable packaging materials
CN1357562A (zh) * 2001-12-29 2002-07-10 北京凯奇北方环保材料技术开发有限公司 一种用于生产可完全降解植物淀粉发泡包装材料的组合物
CN101003646A (zh) * 2006-12-25 2007-07-25 刘津平 可发泡生物材料及生物泡沫制品的生产方法
US20090170971A1 (en) * 2007-12-27 2009-07-02 Industrial Technology Research Institute Method for manufacturing starch foam
CN102464808A (zh) * 2010-10-28 2012-05-23 财团法人工业技术研究院 具生物分解性的包装材料及其制造方法
CN102746683A (zh) * 2012-07-24 2012-10-24 东北林业大学 一种木质剩余物纤维发泡缓冲包装材料及其制备方法
CN103923354A (zh) * 2014-05-08 2014-07-16 山东大学 一种全降解缓冲包装材料及其制备方法
CN106800674A (zh) * 2017-01-10 2017-06-06 广州绿发材料科技有限公司 淀粉发泡产品及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
孙庆杰编著: "《米粉加工原理与技术》", 31 January 2006, 中国轻工业出版社 *
高冬等编著: "《实用PVC木塑发泡板技术手册》", 31 January 2015, 金盾出版社 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109134945A (zh) * 2018-07-03 2019-01-04 陕西科技大学 一种淀粉基泡沫材料及其制备方法
CN110900923A (zh) * 2019-11-07 2020-03-24 湖南工业大学 一种淀粉发泡复合材料挤出压制成型装置及其工艺
CN111187452A (zh) * 2020-02-19 2020-05-22 陕西科技大学 一种疏水淀粉纤维复合泡沫材料及其制备方法
CN111944207A (zh) * 2020-08-28 2020-11-17 山东大学 一种开放式泡孔结构的植物纤维淀粉生物质复合材料及其制备方法与应用
CN111944207B (zh) * 2020-08-28 2021-07-23 山东大学 一种开放式泡孔结构的植物纤维淀粉生物质复合材料及其制备方法与应用
CN112917796A (zh) * 2020-12-29 2021-06-08 宿迁嘉禾塑料金属制品有限公司 一种无淀粉聚乙烯醇胶棉发泡工艺及智能生产设备
CN115746374A (zh) * 2021-09-02 2023-03-07 广州至简通用设备制造有限公司 一种糊化聚合发泡材料及其制备方法
CN114031820A (zh) * 2021-10-26 2022-02-11 南京五瑞生物降解新材料研究院有限公司 一种耐热型生物降解复合发泡材料及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107698808A (zh) 淀粉发泡配方及其发泡方法
CN104788979B (zh) 一种全降解泡沫塑料的制备方法
CN103421286A (zh) 一种耐高温和可降解的聚乳酸木塑材料及其制备方法
CN103131150B (zh) 一种聚丙烯/聚乳酸/淀粉复合材料及其制备方法
CN100549082C (zh) Eva/pe/淀粉复合发泡材料的制备方法
CN102875852A (zh) 一种生物基塑料及其制备方法
CN110423483A (zh) 一种生物基可降解发泡材料及其制备方法
CN101885231A (zh) 全降解高分子木塑复合材料的制备方法
CN105038163A (zh) 一种全生物降解材料及其制备方法和应用
JP6054509B2 (ja) 鎖延長されたポリ乳酸を用いた発泡シート及びその製造方法
CN102079849A (zh) 一种生物质降解材料的制备方法及吸管
CN105295111A (zh) 一种全生物质复合注塑材料及其制备方法
CN107698810A (zh) 一种生物质全降解包装材料的制备方法
CN105713409A (zh) 一种全降解纤维素泡沫材料及其制备方法
CN102134380B (zh) 一种可完全生物降解复合材料及其制备方法
CN105504727A (zh) 一种高韧性全降解聚乳酸基复合材料及其制备方法
CN110938291A (zh) 聚乳酸复合材料及其制备方法
CN114276071A (zh) 一种耐用型建筑墙体材料及加工方法
CN103205023A (zh) 一种竹粉/白炭黑复合补强淀粉基可降解塑料的制备方法
CN101906219A (zh) 一种完全可降解的竹微结构单元和聚乳酸生物质复合材料及其制造方法
CN105733220A (zh) 含沼渣的生物降解塑料及其制备方法
JP2007146092A (ja) 生分解性成形品製造用組成物とこれを用いたペースト、板状材及び成形品の製造方法
CN103627035B (zh) 机械活化强化木薯渣热塑化改性的方法
CN103709773A (zh) 碱脲解缠结秸秆/树脂复合板的制备方法
CN107501627A (zh) 一种淀粉基可降解塑料及制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20180216

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication